空气线图
高三复习资料：冷热不均引起大气运动——热力环流、风和等压线图
冷热不均引起大气运动一、热力环流大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动来实现的。
大气运动的能量来源于太阳辐射。
太阳辐射的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异，这是引起大气运动的根本原因。
由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。
它是大气运动最简单的形式。
1、热力环流的形成过程地面冷热不均→空气的上升或下沉→同一水平面上的气压差异→大气的水平运动。
具体如下图所示：2、热力环流中需要注意的点（1）近地面冷热与气流垂直运动的关系：近地面热，气流上升；近地面冷，气流下沉。
（2）近地面与高空的气压高低的关系：近地面气压值总是大于高空的气压值，气压状况相反。
（3）近地面的气压高低与近地面冷热的关系：近地面热，形成低压；近地面冷，形成高压。
（4）气流的水平运动流向的特征：同一水平面，气流总是从高压流向低压。
二、等压面1、等压面的定义等压面是空间气压相等的各点所组成的面。
一般情况，由于同一高度，各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是像地形一样起伏不平。
如下图：2、判断气压的大小（1）由于大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。
如图，A P >C P ，B P >D P 。
（2）因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲；同一水平面上，等压面上凸处气压高，下凹处气压低。
等压面高低起伏与气压关系可以用“凸高凹低”来记忆，如图，C P >D P ，B P >A P 。
（3）同一垂直方向上，近地面和高空的气压类型相反，若近地面为高压，则高空为低压。
（4）同一等压面上，两个点的气压值相等。
三、常见的热力环流热力环流是一种常见的自然现象。
在一定条件下，地表的冷、热差异会产生环流。
例如，在陆地与海洋之间、城市与郊区之间都可能形成热力环流。
1、海陆风（1）成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。
大气分层示意图
大气分层示意图大气分层按照大气在垂直方向的各种特性，将大气分成若干层次。
按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。
按大气各组成成分的混和状况，可把大气分为均匀层和非均匀层。
按大气电离状况，可分为电离层和非电离层。
按大气的光化反应，可分为臭氧层。
按大气运动受地磁场控制情况，可分有磁层。
地球大气按其基本特性可分为若干层，但按不同的特性有不同的分层方法。
常见的分层方法有：自地球表面向上，随高度的增加空气愈来俞稀薄。
大气的上界可延伸到2000～3000公里的高度。
在垂直方向上，大气的物理性质有明显的差异。
根据气温的垂直分布、大气扰动程度、电离现象等特征，一般将大气分为五层对流层、平流层、中间层、热层和外层（又称外逸层或逃逸层）。
接近地面、对流运动最显著的大气区域为对流层，对流层上界称对流层顶，在赤道地区高度约17～18千米，在极地约8千米；从对流层顶至约50千米的大气层称平流层，平流层内大气多作水平运动，对流十分微弱，臭氧层即位于这一区域内；中间层又称中层，是从平流层顶至约80千米的大气区域；热层是中间层顶至300～500千米的大气层；热层顶以上的大气层称外层大气。
1 对流层（troposphere）对流层是大气的最下层。
它的高度因纬度和季节而异。
就纬度而言，低纬度平均为17～18公里；中纬度平均为10～12公里；高纬度仅8～9公里。
就季节而言，对流层上界的高度，夏季大于冬季，例如南京夏季对流层厚度可达17公里，冬季只有11公里。
对流层集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水汽，它具有以下三个基本特征：（1）气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.65℃。
其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多，气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。
（2）空气有强烈的对流运动。
地面性质不同，因而受热不均。
暖的地方空气受热膨胀而上升，冷的地方空气冷缩而下降，从而产生空气对流运动。
空气线图分析及推演(一)
空氣線圖(Psychrometric Chart)分析及推演壹、空氣性質及相關公式一、濕空氣(Wet)AIR=乾空氣Dry Air＋水蒸氣Water VaporP＝P a＋P vm＝m a＋m v二、空氣線圖(Psychrometric Chart)~討論空氣中含有不同質量水氣時隻性質(濕空氣性質)1.乾球溫度(℃DB)：一般溫度計所測試得到之溫度。
(計算顯熱量用)2.濕球溫度(℃WB)：一般溫度計之感溫球包紮濕砂布，在5m/s之氣流下所測試得到之溫度。
3.露點溫度(℃DP)：空氣受冷卻後(等壓冷卻)，水蒸氣開始凝結成水滴之溫度。
即為對應於蒸氣壓P v之飽和溫度。
4.相對濕度ψ(%RH)：同溫下，空氣中實際所含水分( m v)與所含最大飽和水分( m s)之比。
ψ＝( m v)/ ( m s)＝( P v)/ ( P s)；at Temp Constan5.濕度比ω或絕對濕度X(Kg/Kg’)：空氣中實際所含水分( m v)與單位乾空之量( m a)之比。
(計算潛熱量用)ω＝0.622 (P v)/ (P a)＝0.622 (P v)/ (P-P v)6.焓h(Kcal/hr)：空氣熱能之單位(計算全熱量用)，焓值根據一定基準面，乾空氣的零值系選擇0℃的空氣，水蒸氣的零值系選擇0℃的飽和液態水，即與蒸氣表所用的基準面相同。
h＝C p×T＋ω×h v7.比容υ(m3/Kg’)：用理想氣體方程式計算比容。
8.顯熱比SHF(Sensible Heat Factor)：顯熱(Hs)與全熱(H t)之比。
Reference Point：78℉、50%RH或80℉、50%RHSHF＝(Hs)/ (H t)＝(Hs)/ (H L+ Hs)三、理想氣體Ideal Gas LawP a：Kpa υ：m3/Kg’＝(V體積/ m a空氣質量) T：°KR：氣體常數(KJ/Kg-°K)=R v(萬用氣體8.134) / M(分子量)四、練習題目空調區域容積：6×4×4m，室溫38℃DB，大氣壓力101KPa，相對溼度70%RH，求室內濕度比ω、露點溫度(℃DP)、空氣質量m a、水氣質量m V。
巧析焓湿图
❶定义焓湿图：表示空气各参数之间关系的线图。
焓湿图就像一本字典，你可以根据拼音（某一参数）查字（空气其他参数）。
❷空气的部分参数干球温度（℃）：简称温度，就是平常用温度计量的温度。
含湿量（g/kg）：湿空气中与一千克干空气同时并存的水蒸气的质量。
通常的空气中都有水蒸气，所以是湿的。
湿空气可以分为干空气和水蒸气。
相对湿度：相同温度下，空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
一立方干空气可以“喝”10g水，现在只“喝”了5g，那相对湿度就是50%。
焓（kj/kg）：一千克的物质含多少千焦能量。
可简单理解为广义的内能，就是空气含多少能量。
热湿比：焓的变化（△h）和含湿量的变化（△d）的比值。
热量和含湿量两者的变化值的比值。
❸等值线等温线：线上的温度相同。
它的平行线也都是等温线。
同样的温度，空气的含湿量越大，相对湿度和焓值越大。
（非水平）等焓线：线上的焓值相同。
它的平行线也都是等焓线。
同样的焓值，空气温度上升，含湿量在下降。
等湿度线：线上的湿度相同。
它的平行线也都是等湿度线。
同样的含湿量，空气温度越低，焓值（能量）越低。
等相对湿度线：线上的相对湿度相同。
它的平行线也都是等相对湿度线。
同样的相对湿度，空气温度越高，焓值（能量）越高。
❹【小应用】露点温度：空气中的水蒸气变为露珠时候的温度。
图2中A点的温度35℃，相对湿度100%、焓值130kj/kg，含湿量36.6g/kg。
这时如果温度下降到30℃，含湿量和气压不变。
A点就到了B点（虚拟点）的状态。
这时的相对湿度大于100%，多余的水就会从气态凝结成水珠，直到相对湿度小于或等于100%。
到这里你应该能够看懂焓湿图了，下面来再试牛刀。
❺【大应用】举例说明：冬夏空调使用和焓湿图对应变化。
A点：正常夏天没有开空调的房间，温度：30℃，相对湿度：60%，含湿量：13.6g/kg。
A → C（夏天家用空调降温线）含湿量变小：房间中人和物“吐”出的水蒸气＜空调外机排水焓值减少：房中人和物散发的热量＜空调的制冷量如果房间太大或开着窗，上面可能就是大于，房间就冷不起来。
三圈环流示意图
1、全球性的有规律的大气运动，通称为大气环流
大气环流的成因：高低纬度间因太阳辐射 而产生的热量差异
大气环流 的意义：
1、调节热量和水汽分布
2、对气候和天气有重要影响
北半引球起大低气纬运环动流的偏因立向素体力是。图：假高设低地纬表间均热匀量。不均，地转
高空北上气流 右偏成西南风
2、不同气压带、风带---不同气候。
（学生阅读P39案例）
3、气压带、风带—气候形成—重要因素。
4、气候的形成：是太阳辐射、大气环流、海陆分布、 地形、洋流等因素综合影响的结果。
活动 P39
图2.16 世界气候类型的分布
5、热带雨林气候 ——单一气压带影响形成的气候类型
▪分布：赤道及其南北两侧 ▪特点：全年高温多雨 ▪成因：终年受赤道低压带控制，盛行上升气流
到北纬30度上空偏转 成西风，气流无法北 上在此堆积
南风
北纬30度形成高压 近地面气流右 偏成东北风
赤道 赤道受热，空气膨胀上 升，近地面形成低压
被 迫 下 沉
北纬30度
三 圈 环2.假两个设：因①素地：极球热锋力表地高面转低性偏纬质向之均力间匀。的②受太热阳不直均射（赤）道；
流
高纬环流
10
5
极地高压带
2、全球的气压带和风带
⑴、全球气压带和风带的分布
极地高压带
极地东风
副极地低压带
盛
行
西
风
副热带高压带
东北信 风
赤道低压带
东
南
信
风
副热带高压带
盛行
西
风
副极地低压带
极地东风
极地高压带
条件3 :
考虑地球公转
空气线图课件
1.干球温度 T：即为用温度计测得的空气温度，称其为干球温度。
是为了与后述的湿球温度相区别。
2.湿球温度 T ：将温度计的温泡扎上润湿的纱布，并w将纱布的下端浸于充水容器中，就成为湿球温度计了。
将湿球温度计置于通风处，使空气不断流通，此时该温度计读数为湿球温度。
3.露点温度 T ：指空气在水汽含量温和压都不改变的d条件下，冷却到饱和时的温度 ,形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。
4.绝对湿度 Z(absolute humidity)：定义是每立方米空气中实际所含的水蒸气的分量，单位为 g/m3。
饱和绝对湿度：指 1m3 空气中实际所含的水蒸气最大限度的分量。
5.相对湿度Ф (relative humidity) ：指空气实际的水蒸气分压力与同温度下饱和状态空气水蒸气分压力之比。
6.含湿量 d：每公斤干空气所含有的水蒸气量 g/kg 干空气含湿量不是以 1kg 湿空气为计算的基准,而是以1kg 干空气作为计算的基准的。
7.焓 i：定义为：该物质的体积、压力的乘积与内能的总和。
对近似定压过程，可直接用湿空气的焓变化度量空气的热量变化。
8.比容(V)：定义是密度的倒数,即是每千克的空气中所含空气的体积。
9.潜热(Latent Heat) ：潜的意思就是温度计测量不出来温度的变化 ,也就是物体的热能变了,但是温度并没有变化,比如 0 度的水凝结成 0 度的冰需要散发出一定的能量,但是温度还是 0 度,还有 100 度的水汽化成 100 度的蒸汽也是。
10.显热(Sensible Heat)：这种能量的变化温度计可以感测出来有温度的变化 ,最简单的即是天气的变化。
11.热湿比ε：热湿比定义为湿空气焓的变化与湿量的比,用公式表示: ε=Δi/Δd。
单位是 j/g 或者Kj/kg，热湿比有正有负,可以代表湿空气状态变化的方向。
已知 B=101325Pa，湿空气初参数为TA=20℃，Φa=60%，当增加 10000KJ/H 的热量和 2KG/H 的湿量后，温度TB=28℃，求湿空气的终状态。
Tln图解修订版
T l n图解Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998T-ln-p图T-ln-p图是一种用来判断测站大气层结稳定度、预报强对流天气的重要工具，是常用的一种辅助天气图。
它是根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图或热力学图。
T-ln-p图是一种用来判断测站大气层结稳定度、预报强对流天气的重要工具，是常用的一种辅助天气图。
它是根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图或热力学图。
图为MICAPS平台上显示的一张图，图上有等压线（纵坐标）、等温线（横坐标）、干绝热线（即等位温线，表示未饱和空气在绝热上升和下降过程中状态的变化曲线）、湿绝热线（即假相当位温线，表示饱和空气在绝热上升和下降过程中状态的变化曲线）和等饱和比湿线（即饱和空气比湿的等值线）。
稳定度及判据薄气层的稳定判断在实际大气中，γ＞γd的绝对不稳定情况很少，只有在晴朗的白天近地面气层才可出现；γ＜γm的绝对稳定层结通常出现在晴朗的夜间；大多数情况为条件不稳定层结。
利用T-ln-p图可分析气象站上空大气稳定度状况或计算表征大气温、湿特性的各种物理量。
大气稳定度有静力稳定度和动力稳定度，这里讨论的是静力稳定度，它是表示大气层结对气块能否产生对流的一种潜在能力的量度。
通常采用“气块法”比较绝热上升和下降过程中气块温度递减率与环境大气温度递减率，来判断薄气层的稳定度，分为绝对稳定、绝对不稳定以及条件不稳定三种类型。
在T-ln-p图上比较层结曲线（斜率γ）、干绝热线（斜率γd=℃/100m）和湿绝热线（斜率γm）的倾斜程度即可。
由于γd＞γm，故：⑴当γ＞γd时，干空气和湿空气均为不稳定，称为绝对不稳定；⑵当γ＜γm时，干空气和湿空气均为稳定，称为绝对稳定；⑶当γm＜γ＜γd时，对干空气是稳定的，对湿空气为不稳定，称其为条件不稳定。
（薄气层）整层大气稳定度判断当气层比较厚，或要考虑整层大气的稳定度时，由于γ不是常数，不适用上述判据。
大气的水平运动和等压线图判读04 ppt课件[1]
![大气的水平运动和等压线图判读04 ppt课件[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8721138a31126edb6f1a10e4.png)
风向 地转偏向力
8
风向形成的三种情况之二: 受水平气压梯度力和
地转偏向力共同影响
（hPa）
北半球高空中的风向
1002
1004
1006
1008
1010
2020/10/28
气压梯度力 地转偏向力
风向
▲风向:与等压线平行. 9
（3）.近地面风
①受力情况:
气压梯度力
风向 （低）
三力:水平气压梯度力+地 转偏向力+近地面摩擦力
线之间成一
(3)此图是_______南____(南或北)半球
夹角
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12
③
② ④
① 995 990 985 980
读等压线分布图回答:
1.图中①②③④代表风向 的是____②___，表示水平气
压梯度的是______①_，代表
地转偏向力的是_________，
代③表摩擦力的是________.
2.此图表④示
半球.
南
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例题2：图1示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、 PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计 空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答1～3题。
1．若此图表示北半球，PM＞PN，则O点风向为
A．⑥或⑦ B．②或⑥
A
C．④或⑧
D．③或④
2020/10/28
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2．若此图表示高空等高面，PM＜PN，则O点风向为 A．③或④ B．②或⑧ C．③或⑦ D．⑥或⑦
C
3．近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的
全力方向
D
A．与空气运动方向成180°角
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空气线图
术语与概念:
1、干球温度T:即为用温度计测得的空气温度,称其为干球温度。
就是为了与后述的湿球温度相区别。
2、湿球温度T w:将温度计的温泡扎上润湿的纱布,并将纱布的下端浸于充水容器中,就成为湿球温度计了。
将湿球温度计置于通风处,使空气不断流通,此时该温度计读数为湿球温度。
3、露点温度T d:指空气在水汽含量与气压都不改变的条件下,冷却到饱与时的温度,形象地说,就就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。
4、绝对湿度Z(absolute humidity):定义就是每立方米空气中实际所含的水蒸气的重量,单位为g/m3。
饱与绝对湿度:指1m3空气中实际所含的水蒸气最大限度的重量。
5、相对湿度Ф(relative humidity):指空气实际的水蒸气分压力与同温度下饱与状态空气水蒸气分压力之比。
6、含湿量d:每公斤干空气所含有的水蒸气量g/kg干
是以1kg干空气作为计算的基准的。
7、焓i:定义为:该物质的体积、压力的乘积与内能的总与。
对近似定压过程,可直接用湿空气的焓变化度量空气的热量变化。
8、比容(V):定义就是密度的倒数,即就是每千克的空气中所含空气的体积。
9、潜热(Latent Heat):潜的意思就就是温度计测量不出来温度的变化,也就就是物体的热能变了,但就是温度并没有变化,比如0度的水凝结成0度的冰需要散发出一定的能量,但就是温度还就是0度,还有100度的水汽化成100度的蒸汽也就是。
10、显热(Sensible Heat):这种能量的变化温度计可以感测出来有温度的变化,最简单的即就是天气的变化。
11、热湿比ε:热湿比定义为湿空气焓的变化与湿量的比,用公式表示:ε=Δi/Δd。
单位就是j/g或者Kj/kg,热湿比有正有负,可以代表湿空气状态变化的方向。
利用热湿比求空气状态举例:
已知B=101325Pa,湿空气初参数为TA=20℃,Φa=60%,当增加10000KJ/H的热量与2KG/H的湿量后,温度TB=28℃,求湿空气的终状态。
解:在B=101325Pa的i-d图上。
据TA=20℃,Φa=60%找到空气状态A,求热湿比:Σ=+Q/+W=10000/2=5000过点A作与等值线Σ=5000的平行线,即为A状态变化
状态B,由B点可查出Φb=51%,dB=12g/kg,iB=59KJ/kg。
MAU预冷过程计算:
风量:700CMM进风温度:35℃DB
出风温度:19、5℃DB
焓:40、5KJ/KG,冰水:7℃—12℃
风制冷能力:P=Qv、ρ、h
=Q、1、2kg/m3、h(kj/kg)=11、6、1、2kg/m3、40、5(kj/kg)=563、76(kw)
水制冷能力:P水=P风=4、19kj/kg、Qv、ρ、t
MAU 再冷过程计算:
风量:700CMM 进风温度:19、5℃DB
出风温度:13℃DB
焓:20KJ/KG 冰水:7℃-12℃
风制冷能力:P=Q v、ρ、△h=Q、1、2kg/m3、h(kj/kg) =11、6、1、2kg/m3、20(kj/kg)=278、4(kw)
水制冷能力:P水=P风=4、19kj/kg、Qv、ρ、t
Q v=P风/(4、19、ρ、t)=278、4/(4、19、5)=13、2LPS 夏季加热计算:
从空气曲线图上可瞧出:
风量:700CMM 进风温度:13℃DB
出风温度:22℃DB 焓:10KJ/KG
热水:120℃—95℃
热负荷:P=Q v、ρ、△h
=11、6*1、2kg/m3、10(kj/kg)
=139、2(kw)=119712kcal/hr
P蒸汽=P风=m△h
M=P蒸汽/△h
=119712kcal/hr/646、35kcal/kg=185、2kg/hr
从空气曲线图上可瞧出:
风量:700CMM 进风温度:6℃DB
出风温度:13℃DB 焓:7KJ/KG
热水:120℃—95℃
热负荷:P=Q v、ρ、△h
=11、6、1、2kg/m3、7(kj/kg)=97、44(kw)=83798kcal/hr P蒸汽=P蒸汽=P风=m△h
m=P风/△h=83798kcal/hr/646、35kcal/kg
=129、64kg/hr
冬季再热过程:
风量:700CMM 进风温度:13℃DB
出风温度:22℃DB 焓:9KJ/KG
热水:120℃—95℃
热负荷:P=Qv、ρ、△h
=11、6、1、2kg/m3、9(kj/kg)=125、28(kw)=107740kcal/hr
P蒸汽=P蒸汽=P风=m△h
m=P风/△h
=107740kcal/hr/646、35kcal/kg=166、7kg/hr
△d=0、083-0、01=0、073kg/kg
加湿量:D=Qv、ρ△d
=11、6、1、2、0、073=1、1lps=4、4kg/hr
P蒸汽=P蒸汽=P风=m△h
m= P风/△h=107740kcal/hr/646、35kcal/kg
=166、7kg/hr
冬季加湿过程:
△d=0、083-0、01=0、073kg/kg
加湿量:
D=Qv、ρ△d=11、6、1、2、0、073=1、1lps=4、4kg/hr 本文标注作者:梁爱国。